مطالعه تحلیلی و تجربی انتقال حرارت جوشش هسته‌ای استخری بر روی سطوح مسی آب دوست

در این مقاله، تاثیر میزان آبدوستی سطح بر جوشش هسته ای استخری آب تحت فشار اتمسفر به صورت تحلیلی مدل گردیده و به صورت تجربی مورد صحت سنجی قرار میگیرد. مدل تحلیلی ارائه شده بر خلاف مدل های قبلی، تغییرات زاویه تماس سیال با سطح را در حین رشد حباب درنظر میگیرد. مقایسه منحنی جوشش استخری پیش بینی شده توسط مدل بهبودیافته با نتایج آزمایشگاهی دیگران و مدل پیشین، تطابق بهتر نتایج را نشان داد. علاوه بر این، سطوح آب‌دوست (‌با زوایای تماس 34، 22 و کمتر از 10) توسط استغراق مس در محلول آبی هیدروکسید سدیم و پرسولفات پتاسیم در زمان‌های مختلف (30، 60 و 180 دقیقه)  ساخته شده و نتایج آزمون جوشش با پیش بینی مدل مقایسه میگردد. بر اساس نتایج تجربی، عملیات سطحی به کار رفته در این پژوهش به عنوان روشی موثر در افزایش ترشوندگی سطح مسی میباشد و آب دوستی بیشتر این سطوح باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جوشش استخری نسبت به سطح معمولی میگردد.

Theoretical an experimental study of nucleate pool boiling heat transfer on copper hydrophobicity surface

In this paper, the effects of surface hydrophilicity on nucleate pool boiling of water under atmospheric pressure were theoretically modeled and experimentally examined. The proposed analytical model consider change of contact angle in bubble growing period Comparisons of the pool boiling curve based on the modified model with existing experimental data and previous model show the better agreement. Moreover, hydrophilic surfaces (with contact angles of 34, 22, ˂10) are made by immersing the copper in an aqueous solution of sodium hydroxide and potassium persulphate for different length of times (30, 60, 180 min, respectively) and the boiling experiment on these surfaces is compared with prediction of model. According to experimental results, the surface treating method applied in this research is an effective means to promote the surface wettability of a copper, and the more hydrophilicity of treated surfaces tend to yield a greater pool boiling heat transfer coefficient than the untreated surface.